Lista de Exercícios de Fonotran

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FACULDADES INTEGRADAS DE TRÊS LAGOAS FACULDADES INTEGRADAS DE TRÊS LAGOAS FACULDADES INTEGRADAS DE TRÊS LAGOAS FACULDADES INTEGRADAS DE TRÊS LAGOAS –––– AEMS AEMS AEMS AEMS 
 
CURSO:CURSO:CURSO:CURSO: ENGENHARIA CIVIL - 3º Período; 
DISCIPLINA:DISCIPLINA:DISCIPLINA:DISCIPLINA: FENÔMENOS DE TRANSPORTE; 
PROF:PROF:PROF:PROF: WILSON RODRIGUES DOS SANTOS. 
 
LISTA DE EXERCLISTA DE EXERCLISTA DE EXERCLISTA DE EXERCÍCIOS 0ÍCIOS 0ÍCIOS 0ÍCIOS 01111/1/1/1/1----2º bimestre2º bimestre2º bimestre2º bimestre 
 
Exercício 01: Uma mangueira é conectada em um tanque com capacidade de 
10000 litros. O tempo gasto para encher totalmente o tanque é de 500 minutos. 
Calcule a vazão volumétrica máxima da mangueira. (R: 0,3333 l/s). 
 
Exercício 02: Calcular a vazão volumétrica de um fluido que escoa por uma 
tubulação com uma velocidade média de 1,4 m/s, sabendo-se que o diâmetro 
interno da seção da tubulação é igual a 5cm. (R: 2,75 l/s). 
 
Exercício 03: Calcular o volume de um reservatório, sabendo-se que a vazão de 
escoamento de um líquido é igual a 5 l/s. Para encher o reservatório totalmente 
são necessárias 2 horas. (R: 36 m3). 
 
Exercício 04: No entamboramento de um determinado produto são utilizados 
tambores de 216 litros. Para encher um tambor leva-se 20 min. 
Calcule: 
a) A vazão volumétrica da tubulação utilizada para encher os tambores; 
b) O diâmetro da tubulação, em milímetros, sabendo-se que a velocidade de 
escoamento é de 5 m/s; 
c) A produção (em tambores) após 24 horas, desconsiderando-se o tempo de 
deslocamento dos tambores. 
(R: 0,18 l/s; 6,77 mm; 72 tambores). 
 
Exercício 05: Um determinado líquido é descarregado de um tanque cúbico de 
5m de aresta, por um tubo de 5cm de diâmetro. A vazão no tubo é 10 l/s. 
Determinar: 
a) a velocidade do fluído no tubo; 
b) o tempo que o nível do líquido levará para descer 20cm. 
(R: 5,1 m/s; 500 segundos). 
 
Exercício 06: Calcule a vazão em massa de um fluido que escoa por uma 
tubulação de 0,3m de diâmetro, sendo que a velocidade de escoamento é igual a 
1,0 m/s. 
Dado: massa específica do fluido = 1200 kg/m³ 
(R: 84,82 kg/s). 
 
Exercício 07: Baseado no exercício anterior, calcule o tempo necessário para 
carregar um tanque com 500 toneladas do fluido. (R: 1 h, 38 min e 13 s). 
 
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Exercício 08: A vazão volumétrica de um determinado fluído é igual a 10 l/s. 
Determine a vazão mássica desse fluído, sabendo-se que a massa específica do 
mesmo é 800 kg/m3. (R: 8,0 kg/s). 
 
Exercício 09: Um tambor de 214 litros é enchido com óleo de peso específico 
relativo 0,8; sabendo-se que para isso é necessário 15 min. Calcule: 
a) A vazão em peso da tubulação utilizada para encher o tambor; 
b) O peso de cada tambor cheio, sendo que somente o tambor vazio pesa 100N; 
c) Quantos tambores um caminhão pode carregar, sabendo-se que o peso 
máximo que ele suporta é 15 toneladas. 
(R: 1,86 N/s; 1.777,76 N; 82 tambores). 
 
Exercício 10: Os reservatórios I e II da figura abaixo são cúbicos. Eles são cheios 
pelas tubulações, respectivamente, em 100s e 500s. Determinar a velocidade da 
água na seção A indicada, sabendo-se que o diâmetro da tubulação é 1m. 
(R: 4,14 m/s). 
 
 
 
 
Exercício 11: Água é descarregada de um tanque cúbico com 3m de aresta por 
um tubo de 3cm de diâmetro. A vazão no tubo é de 7 l/s. Determine a velocidade 
de descida da superfície livre da água do tanque e calcule quanto tempo, 
aproximadamente, o nível da água levará para descer 15cm. Calcule também a 
velocidade de descida da água na tubulação. (R: 0,78 mm/s; 193s; 9,9 m/s). 
 
 
 
Exercício 12: Calcule o diâmetro aproximado de uma tubulação, sabendo-se que 
pela mesma escoa água com uma velocidade de 0,8 m/s e com uma vazão de 3 
l/s. (R: 69 mm). 
 
 
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Exercício 13: Sabe-se que para se encher o tanque de 20m³ mostrado é 
necessário 1h e 10min. Considerando que o diâmetro do tubo é igual a 10cm, 
calcule a velocidade de saída do escoamento pelo tubo. (R: 0,61 m/s). 
 
 
 
 
 
 
Exercício 14: Determine a velocidade do fluido nas seções (2) e (3) da tubulação 
mostrada na figura. 
Dados: V1 = 3m/s, d1 = 0,5m, d2 = 0,3m e d3 = 0,2m. 
(R: v2 = 8,33 m/s; v3 = 18,75 m/s ). 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Exercício 15: Sabendo-se que Q1 = 2Q2 e que a vazão de saída do sistema é 10 
l/s, determine a massa específica da mistura formada e calcule o diâmetro da 
tubulação de saída em (mm), sabendo-se que a velocidade de saída é 2m/s. 
Dados: ρ1 = 790kg/m³ e ρ2 = 420kg/m³. 
(R: 666,67 kg/m3; 79,8 mm). 
 
 
 
 
Exercício 16: O avião esboçado na figura voa a 971 km/h. A área da seção frontal 
de alimentação de ar da turbina é igual a 0,8 m2 e o ar, neste local, apresenta 
massa específica de 0,736 kg/m3. Um observador situado no avião detecta que a 
velocidade dos gases na exaustão da turbina é igual a 2021 km/h. A área da 
seção transversal da exaustão da turbina é 0,558 m2 e a massa específica dos 
gases é 0,515 kg/m3. Determine a vazão em massa de combustível utilizada na 
turbina. (R: 2,52 kg/s). 
 
 
 
 
 
 
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Exercícios 17: Uma caixa d’água de 1,0 m de altura está apoiada sobre uma laje 
de 4,0 m de altura e alimenta a tubulação de um chuveiro. Considerando que o 
diâmetro da tubulação próximo ao chuveiro na seção (2) é ½ polegada e que esta 
seção está a 2,0 m do solo, determinar para fluido ideal: 
a) A vazão em volume de água; 
b) A vazão em volume de água considerando que a altura da laje é 10 m. 
(R: 0,97 l/s; 1,7 l/s). 
 
 
Exercícios 18: Em uma indústria de engarrafamento de água mineral, a água de 
um reservatório de grandes dimensões, situado no piso inferior, deve ser 
recalcada, conforme mostra a figura, para alimentar a linha de engarrafamento. O 
diâmetro da tubulação de recalque é 1,6 cm. Considerando que a altura 
manométrica (HB) da bomba é 13 m e que a água se comporta como um fluido 
ideal, determine : 
a) a vazão de água recalcada; 
b) o número de garrafões de 20 litros que podem ser enchidos por hora. 
(R: 2,52 l/s; 454 garrafões). 
 
 
 
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Exercícios 19: No Venturi da figura, querosene ( densidade: γr = 0,85 ) escoa 
como fluido ideal. A área na seção (1) é 24 cm2, enquanto que a da seção (2) é 12 
cm2. As velocidades médias do querosene nas seções (1) e (2) são 4,5 m/s e 9 
m/s, respectivamente. Um manômetro, cujo fluido manométrico é mercúrio ( γ = 
133280 N/m3 ), é ligado entre as seções (1) e (2) e indica um desnível “h”. Pede-
se o desnível “h” indicado. 
(R: 0,206 m). 
 
 
 
Exercícios 20: A água contida em um reservatório elevado de grandes dimensões 
alimenta, por gravidade, a linha de engarrafamento, em uma fábrica de água 
mineral gasosa, conforme mostra a figura. O reservatório é pressurizado e o 
manômetro no topo indica uma pressão de 50 kPa. O diâmetro da tubulação de 
descarga é 1,6 cm. Considerando a água um fluido ideal, determine: 
a) a velocidade da água mineral na saída da tubulação de descarga; 
b) o número de garrafões de 20 litros que podem ser enchidos por hora. 
(R: 17,20 m/s; 623 garrafões). 
 
 
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Exercícios 21: Na instalação da figura a máquina é uma turbina e o fluido é água. 
A turbina tem potência de 500 W e seu rendimento é 85%. A água é descarregada 
na atmosfera a uma velocidade de 3 m/s pelo tubo, cuja área da seção é 10 cm2. 
Determinar a perda de carga entre as seções (1) e (2). 
(R: 14,50 m). 
 
 
 
Exercícios 22: Água escoa através da instalação esboçada na figura, em cuja o 
tanque possui grandes dimensões. A canalização que conduz a água tem um 
diâmetro interno de 10 cm. 
a) Dado que a vazão de água é 126,33 litros/s, determinar a potência fornecida ou 
recebida pela água, à ou da máquina M, indicando se é uma bomba ou uma 
turbina. 
b)Determine a potência da máquina se o seu rendimento for 65%. 
[R: 7.675,93 W (10,3 HP) e é uma bomba; 11.809,12 W (15,8 HP)]. 
 
 
 
 
 
Exercícios 23: Em um pequeno edifício, uma bomba é utilizada para recalcar 
água de um reservatório subterrâneo para uma caixa d’água, situada no topo do 
edifício. A tubulação de recalque, conforme mostra a figura, tem diâmetro de ½” 
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(meia polegada ) e a vazão da água é 3 litros/s. Considerando a água um fluido 
ideal, determine: 
a) a altura manométrica da bomba; 
b) a potência da bomba (em HP), considerando que o seu rendimento é 65%. 
 
Dados/Informações Adicionais: 
• reservatório subterrâneo de grandes dimensões e está aberto para a atmosfera; 
• g= 9,8 m/s; 1”=2,54 cm e 1 HP = 745,7 W. 
(R: 46,7 m ; 2,8 HP). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Wilson Rodrigues dos Santos 
Abril/2.014.